파이썬 - 함수 1

2023 점프 투 파이썬

 

함수란 무엇인가?

함수를 설명하기 전에 믹서를 생각해 보자. 우리는 믹서에 과일을 넣는다. 그리고 믹서를 사용해서 과일을 갈아 과일 주스를 만든다. 우리가 믹서에 넣는 과일은 ‘입력’, 과일 주스는 ‘출력(결괏값)’이 된다.

그렇다면 믹서는 무엇일까?

믹서는 과일을 입력받아 주스를 출력하는 함수와 같다.

우리가 배우려는 함수가 바로 믹서와 비슷하다. 입력값을 가지고 어떤 일을 수행한 후 그 결과물을 내어 놓는 것이 바로 함수가 하는 일이다. 우리는 어려서부터 함수에 대해 공부했지만, 함수에 관해 깊이 생각해 본 적은 별로 없을 것이다. 예를 들어 �=2�+3도 함수이다. 하지만 이를 수학 시간에 배운 직선 그래프로만 알고 있을 뿐, 입력값(x)에 따라 출력값(y)이 변하는 함수라는 사실에 대해서는 관심을 두지 않았을 것이다.

이제 우리는 함수에 대해 좀 더 생각해 봐야 한다. 프로그래밍에서 함수는 정말 중요하기 때문이다. 파이썬 함수의 세계로 깊이 들어가 보자.

함수를 사용하는 이유는 무엇일까?

프로그래밍을 하다 보면 똑같은 내용을 반복해서 작성하고 있는 자신을 발견할 때가 종종 있다. 이때가 바로 함수가 필요한 때이다. 즉, 반복되는 부분이 있을 경우, ‘반복적으로 사용되는 가치 있는 부분’을 한 뭉치로 묶어 ‘어떤 입력값을 주었을 때 어떤 결괏값을 리턴해 준다’라는 식의 함수로 작성하는 것이다.

함수를 사용하는 또 다른 이유는 자신이 작성한 프로그램을 기능 단위의 함수로 분리해 놓으면 프로그램 흐름을 일목요연하게 볼 수 있기 때문이다. 마치 공장에서 원재료가 여러 공정을 거쳐 하나의 완제품이 되는 것처럼 프로그램에서도 입력한 값이 여러 함수를 거치면서 원하는 결괏값을 내는 것을 볼 수 있다. 이렇게 되면 프로그램 흐름도 잘 파악할 수 있고 오류가 어디에서 나는지도 쉽게 알아차릴 수 있다.

파이썬 함수의 구조

파이썬 함수의 구조는 다음과 같다.

def 함수_이름(매개변수):
    수행할_문장1
    수행할_문장2
    ...

def는 함수를 만들 때 사용하는 예약어이며, 함수 이름은 함수를 만드는 사람이 임의로 만들 수 있다. 함수 이름 뒤 괄호 안의 매개변수는 이 함수에 입력으로 전달되는 값을 받는 변수이다. 이렇게 함수를 정의한 후 if, while, for 문 등과 마찬가지로 함수에서 수행할 문장을 입력한다.

간단하지만 많은 것을 설명해 주는 다음 예를 살펴보자.

def add(a, b): 
    return a + b

위 함수는 다음과 같이 풀이된다.

이 함수의 이름은 add이고 입력으로 2개의 값을 받으며 리턴값(출력값)은 2개의 입력값을 더한 값이다.

여기에서 return은 함수의 결괏값(리턴값)을 리턴하는 명령어이다. 먼저 다음과 같이 add 함수를 만들자.

>>> def add(a, b):
...     return a+b
...
>>>

이제 직접 add 함수를 사용해 보자.

>>> a = 3
>>> b = 4
>>> c = add(a, b)  # add(3, 4)의 리턴값을 c에 대입
>>> print(c)
7

변수 a에 3, b에 4를 대입한 후 앞에서 만든 add 함수에 a와 b를 입력값으로 넣어 준다. 그리고 변수 c에 add 함수의 리턴값을 대입하면 print(c)로 c의 값을 확인할 수 있다.

매개변수와 인수

매개변수(parameter)와 인수(arguments)는 혼용해서 사용하는 용어이므로 잘 기억해 두자. 매개변수는 함수에 입력으로 전달된 값을 받는 변수, 인수는 함수를 호출할 때 전달하는 입력값을 의미한다.

def add(a, b):  # a, b는 매개변수
    return a+b

print(add(3, 4))  # 3, 4는 인수

점프 투 파이썬같은 의미를 가진 여러 가지 용어에 주의하자

프로그래밍을 공부할 때 어려운 부분 중 하나가 용어의 혼용이라고 할 수 있다. 우리는 공부하면서 원서를 보기도 하고 누군가의 번역본을 보기도 하면서 의미는 같지만 표현이 다른 용어를 자주 만나게 된다. 한 예로 입력값을 다른 말로 함수의 인수, 파라미터, 매개변수 등으로 말하기도 하고, 함수의 리턴값을 결괏값, 출력값, 반환값, 돌려 주는 값 등으로 말하기도 한다. 이렇듯 많은 용어가 여러 가지 다른 말로 표현되지만 의미는 동일한 경우가 많다. 따라서 이런 용어를 기억해 놓아야 머리가 덜 아플 것이다.

이 책에서는 함수를 사용할 때 입력값, 리턴값이라는 용어로 통일하여 사용한다.

입력값과 리턴값에 따른 함수의 형태

함수는 들어온 입력값을 받은 후 어떤 처리를 하여 적절한 값을 리턴해 준다.

함수의 형태는 입력값과 리턴값의 존재 유무에 따라 4가지 유형으로 나뉜다. 자세히 알아보자.

일반적인 함수

입력값이 있고 리턴값이 있는 함수가 일반적인 함수이다. 앞으로 여러분이 프로그래밍을 할 때 만들 함수는 대부분 다음과 비슷한 형태일 것이다.

def 함수_이름(매개변수):
    수행할_문장
    ...
    return 리턴값

다음은 일반적인 함수의 전형적인 예이다.

def add(a, b): 
    result = a + b 
    return result

add 함수는 2개의 입력값을 받아 서로 더한 결괏값을 리턴한다.

이 함수를 사용하는 방법은 다음과 같다. 입력값으로 3과 4를 주고 리턴값을 받아 보자.

>>> a = add(3, 4)
>>> print(a)
7

이처럼 입력값과 리턴값이 있는 함수의 사용법을 정리하면 다음과 같다.

리턴값을_받을_변수 = 함수_이름(입력_인수1, 입력_인수2, ...)

입력값이 없는 함수

입력값이 없는 함수가 존재할까? 당연히 존재한다. 다음과 같이 작성해 보자.

>>> def say(): 
...     return 'Hi' 

say라는 이름의 함수를 만들었다. 그런데 매개변수 부분을 나타내는 함수 이름 뒤의 괄호 안이 비어 있다. 이 함수는 어떻게 사용하는 것일까?

다음을 직접 입력해 보자.

>>> a = say()
>>> print(a)
Hi

위 함수를 쓰기 위해서는 say()처럼 괄호 안에 아무런 값도 넣지 않아야 한다. 이 함수는 입력값은 없지만, 리턴값으로 "Hi"라는 문자열을 리턴한다. 즉, a = say()처럼 작성하면 a에 "Hi"라는 문자열이 대입되는 것이다.

이처럼 입력값이 없고 리턴값만 있는 함수는 다음과 같이 사용한다.

리턴값을_받을_변수 = 함수_이름()

리턴값이 없는 함수

리턴값이 없는 함수 역시 존재한다. 다음 예를 살펴보자.

>>> def add(a, b): 
...     print("%d, %d의 합은 %d입니다." % (a, b, a+b))

리턴값이 없는 함수는 호출해도 리턴되는 값이 없기 때문에 다음과 같이 사용한다.

>>> add(3, 4)
3, 4의 합은 7입니다.

즉, 리턴값이 없는 함수는 다음과 같이 사용한다.

함수_이름(입력_인수1, 입력_인수2, ...)

아마도 여러분은 ‘3, 4의 합은 7입니다.’라는 문장을 출력했는데 왜 리턴값이 없다는 것인지 의아하게 생각할 수도 있다. 이 부분을 초보자들이 혼란스러워하는데, print 문은 함수의 구성 요소 중 하나인 ‘수행할_문장’에 해당하는 부분일 뿐이다. 리턴값은 당연히 없다. 리턴값은 오직 return 명령어로만 돌려받을 수 있다.

이를 확인해 보자. 리턴받을 값을 a 변수에 대입하고 a 값을 출력해 보면 리턴값이 있는지, 없는지 알 수 있다.

>>> a = add(3, 4)
3, 4의 합은 7입니다.
>>> print(a)
None

a 값으로 None이 출력되었다. None이란 ‘거짓을 나타내는 자료형’이라고 언급한 적이 있다. add 함수처럼 리턴값이 없을 때 a = add(3, 4)처럼 쓰면 함수 add는 리턴값으로 a 변수에 None을 리턴한다. None을 리턴한다는 것은 리턴값이 없다는 것이다.

입력값도, 리턴값도 없는 함수

입력값도, 리턴값도 없는 함수 역시 존재한다. 다음 예를 살펴보자.

>>> def say(): 
...     print('Hi')

입력 인수를 받는 매개변수도 없고 return 문도 없으니 입력값도, 리턴값도 없는 함수이다.

이 함수를 사용하는 방법은 단 1가지이다.

>>> say()
Hi

즉, 입력값도, 리턴값도 없는 함수는 다음과 같이 사용한다.

함수_이름()

 

중요한 부분이라 그런지 강의 시간이 좀 긴 편이네요...

4번 정도 나눠서 들어야겠습니다 ^^